Primera red cuántica urbana del mundo

Aún hay personas que no creen demasiado en la tecnología cuántica pero aquí llegan unos científicos españoles a demostrar, de la mano de Telefónica, que están preparados para montar en 2010 una red criptográfica metropolitana de funcionamiento cuántico  invulnerable para uso empresarial o incluso doméstico y, lo más importante, que se puede integrar fácilmente en una red convencional, característica que la hace única en el mundo.

El aumento imparable de potencia de procesamiento en los ordenadores está provocando un enorme estrés empresarial debido a la facilidad creciente con que se vulneran los códigos de seguridad en los sistemas actuales. Por muy complejos que se diseñen los algoritmos de protección, siempre acaban siendo superados por las nuevas generaciones de chips, cada vez más rápidos y más potentes. Lo que antes se tardaría miles de años en descifrar a fuerza bruta(probar todas las combinaciones posibles) ahora se puede realizar en apenas unos días. Y la tendencia se muestra preocupante porque la carrera de potencia de proceso se ampliará exponencialmente con la aparición de la computación cuántica, que ésa sí que va a terminar salvajemente con las claves de seguridad. Mire usted por donde, la solución llega de la mano de la misma tecnología cuántica pues no se basa en generar claves basadas en algoritmos numéricos con muchas combinaciones posibles sino que cambia de filosofía radicalmente y propone un sistema diferente de cifrar la información.

Investigadores del Departamento de Lenguajes y Sistemas de Información e Ingeniería del Software de la Facultad de Informática de la Universidad Politécnica de Madrid (FIUPM), liderados por el profesor Vicente Martín han hecho realidad el sueño de una red metropolitana cuántica que resultaría inmune (¿seguro?) a los intentos de asalto y que además se puede implantar en cualquier red urbana de telecomunicaciones de España y que cuenta con la característica única de que puede convivir con las redes convencionales. Sus diseñadores ya tienen listo el prototipo y, de la mano de Telefónica España, esperan implementarla a lo largo del 2010, insistiendo en que esta red sería virtualmente invulnerable a los ataques (¿seguroooo?). El equipo de investigación pertenece al Grupo de Investigación en Información y Computación Cuántica y está dirigido por Vicente Martín. El prototipo se desarrolla en el marco del Proyecto de Investigación y Desarrollo CENIT-SEGUR@ – Seguridad y Confianza en la Sociedad de la Información, integrado por un Consorcio de doce empresas  y quince Organismos Públicos de Investigación, entre los que figura la FIUPM, liderados por Telefónica Investigación y Desarrollo. El proyecto está dotado de un presupuesto de 31 millones de euros.

¿Por qué son tan seguras las redes cuánticas? Aprovechan una característica de la mecánica quántica que afirma que no se puede observar un qubit de información porque el mero hecho de ser observado genera un cambio apreciable por el usuario final que de este modo sabe que están intentando atacar la red. La siempre sorprendente propiedad de que la información modifica su estado en el momento de ser observada, proporciona a esta tecnología una invulnerabilidad total(¿segurooooooo?). De esta manera la distribución cuántica de claves parte de la base de que la mecánica cuántica proporciona modos de realizar cómputos o transferir información de manera completamente distinta a los sistemas de seguridad clásicos, alcanzando unos niveles de seguridad sin precedentes(eso si es cierto). Un qubit (del inglés qubit, de quantum bit, bit cuántico) es la unidad mínima y por lo tanto constitutiva de la información cuántica. La tecnología de intercambio cuántico de claves utiliza fotones individuales o qubits sobre enlaces de fibra óptica, enlaces aéreos o incluso vía satélite.

“Usando criptografía cuántica ya no se depende de ninguna suposición de complejidad computacional, sino que se descansa en las mismas leyes de la física”, afirma Vicente Martín. “La ventaja no es sólo ésta; la criptografía cuántica resuelve también el problema de la distribución de claves, lo que hace que en una red convencional que tenga acceso a esta tecnología se disponga de un flujo continuo de claves de alta calidad que pueden ser usadas para realizar muchas tareas de forma segura”.

Hay sólo tres redes similares a ésta en todo el mundo pero ninguna con la particularidad de poder integrarse en una red de telecomunicaciones convencional y estará adaptada a los estándares de los dispositivos cuánticos en red, en cuya definición participa el equipo de la FIUPM. “Nuestra red comparte infraestructura con la red convencional, de modo que los costes asociados al despliegue de una red cuántica pueden ser razonablemente asumibles. No hay que construir una red completa paralela a la existente”, asegura Vicente Martín. “Todas las redes cuánticas existentes funcionan como si fuesen redes separadas de la convencional, contactando con ésta sólo para transferir las claves. No existe ninguna interacción adicional. En la nuestra incluso muchos equipos de red, de los mismos que están ahora instalados en una red cualquiera, son de uso compartido”, dice Vicente Martín.

Aunque esta tecnología ya existe desde los años 80, ya se dispone de equipos de segunda generación que son los que han propiciado el objetivo de integrarlas en las redes convencionales sin dificultades añadidas. El prototipo prevé articular una red de criptografía cuántica a través de un anillo metropolitano que dé servicio a una serie de usuarios finales(empresas principalmente, aunque los particulares también tendrán acceso a esta tecnología) por medio de una red de acceso, que utilizarán los enlaces cuánticos sobre la infraestructura de la red convencional. Aunque en general la red actual de telecomunicaciones se basa principalmente en el cobre, Telefónica está implantando una nueva red a base de fibra óptica pasiva que será la que permita introducir en su interior corrientes de qubits, los cuales convivirán sin interferirse con los fotones de las telecomunicaciones convencionales. La red cuenta ya con todos sus componentes esenciales y ha superado con éxito sus primeras pruebas experimentales, pero como recuerda Vicente Martín “el prototipo tiene esencialmente pruebas de funcionamiento en todos los escenarios propuestos, pero hay que avanzar todavía en los temas de fiabilidad, rendimiento y cumplimiento de estándares que están todavía en desarrollo”.

El interés de la noticia no radica tanto en la invulnerabilidad de la red(que también) sino en la constatación de que hay tecnologías de ciencia ficción que ya no pertenecen al ámbito de los sueños. Las tenemos aquí al lado, a punto de materializarse.